研究背景:目前大部分冠心病患者死于心肌梗死和随后发生的心力衰竭。因此减轻急性心肌梗死(AMI)的心肌损伤是降低冠心病患者死亡率的关键。在急性心肌梗死这个过程中伴随着好多个信号通路的调控与激活,在梗死这个区域转化生长因子(Transforming growth factor,TGF)家族表达显著增加,而且在梗死后血管重塑、心脏修复和愈合等方面发挥非常关键作用。TGF-β主要通过信号通路Smads调控下面的基因来表达。已被证实在前列腺癌和人肺纤维化这个过程中能够调控TGF-β1/Smads信号通路。另外,芹黄素可抑制microRNA-103(miR-103)成熟,而AMI会诱导miR-103表达。通过生物信息学分析发现,线粒体自噬重要诱导因子Parkin是miR-103的靶基因。研究表明,提高线粒体自噬可减轻AMI引起的心肌损伤。综上所述,我们提出以下科学假设:芹黄素能够减轻急性心肌梗死的心肌损伤,其主要机制可能是通过调控TGF-β1/Smads信号通路及抑制miR-103促进Parkin表达,减轻心肌损伤。目的:本研究课题拟通过构建新生乳鼠原代心肌细胞缺氧复氧模型及小鼠急性心肌梗死模型研究芹黄素对心肌损伤的影响,探索芹黄素通过调节TGF-β1/Smads信号通路及Parkin介导线粒体自噬减轻心肌损伤的作用机制。方法:本研究主要从以下五部分进行:(1)第一部分,芹黄素减轻心肌细胞缺氧复氧损伤。(2)第二部分,芹黄素减轻急性心肌梗死的心肌损伤。(3)第三部分,芹黄素通过调节TGF-β1/Smads信号通路减轻急性心肌梗死的心肌损伤。(4)第四部分,芹黄素通过抑制miR-103-1-5p促进Parkin表达来减轻心肌细胞缺氧复氧损伤。(5)第五部分,芹黄素通过Parkin介导线粒体自噬减轻急性心肌梗死的心肌损伤。通过以上五部分研究,拟构建体内、体外实验,利用多种生物学技术,探索芹黄素通过调节TGF-β1/Smads信号通路及Parkin介导线粒体自噬减轻心肌损伤的作用及其作用机制。具体方案如下:1.采用新生1-2天乳鼠分离培养原代心肌细胞,构建心肌细胞缺氧复氧模型,CCK-8、TUNEL、流式细胞检测心肌细胞的活力和凋亡,qPCR、Western Blot检测TGF-β1/Smads信号途径各关键因子的表达。2.采用野生型雄性C57BL/6j小鼠,鼠龄8-10周,体重20-25 g,通过结扎冠状动脉左前降支构建心肌梗死模型,超声心动图检测心功能,HE、Masson、TUNEL检测心肌组织纤维化和细胞凋亡,扫描电子显微镜观察心肌细胞形态和排列。qPCR、Western Blot检测TGF-β1/Smads信号通路上关键因子的表达。3.构建心肌细胞缺氧复氧模型,qPCR、Western Blot检测miR-103-1-5p、Parkin、P62、BNIP3的mRNA、蛋白水平。流式细胞检测心肌细胞凋亡。JC-1检测线粒体膜电位。4.构建小鼠心肌梗死模型,TTC染色检测小鼠心肌梗死面积,qPCR、Western Blot 检测 miR-103-1-5p、Parkin 的 mRNA、蛋白水平。结果:1.芹黄素能够抑制缺氧复氧造成的TGF-β1/Smads信号途径激活,能够减轻缺氧复氧造成的心肌细胞活力下降并抑制细胞凋亡。2.急性心肌梗死能够诱导TGF-β1、Smad2和Smad7的表达,但是对Smad3无明显作用。芹黄素处理能够有效抑制Smad2和TGF-β1的表达,并进一步促进Smad7的表达,减少组织纤维化,抑制心肌细胞凋亡,改善心肌细胞形态和排列,改善心功能。3.心肌细胞缺氧复氧可上调miR-103-1-5p水平,芹黄素可抑制miR-103-1-5p水平上调,促进Parkin表达来诱导线粒体自噬,降低细胞凋亡。4.心肌梗死可上调miR-103-1-5p水平,芹黄素可抑制miR-103-1-5p水平上调,促进Parkin表达来诱导线粒体自噬,减少小鼠心肌梗死面积。结论:1.芹黄素通过抑制TGF-β1/Smads信号通路,能够有效抑制心肌细胞缺氧复氧造成的心肌细胞凋亡,减轻心肌细胞的损伤。2.芹黄素通过抑制TGF-β1/Smads信号通路减轻心肌组织纤维化,能够抑制心肌细胞凋亡,改善心肌细胞形态和排列,从而减轻急性心肌梗死造成的心肌细胞损伤,改善心功能。3.芹黄素可抑制miR-103-1-5p水平上调,促进Parkin表达来诱导线粒体自噬,降低细胞凋亡。4.芹黄素可抑制miR-103-1-5p水平上调,促进Parkin表达来诱导线粒体自噬,减少小鼠心肌梗死面积。